使用耳部脑电图记录大脑活动

大家好，我是来自奥尔登堡大学“日常生活神经生理学”课题组的 Martin Bleichner。我们使用 cEEGrid 技术在实验室之外研究大脑活动。cEEGrid 的主要优势在于，它能够实现在日常生活中记录脑电图（EEG）。

本实验方案的目的是帮助您获得高质量的耳内脑电图（ear-EEG）数据。我们将展示如何使用cEEGrid以获得最佳结果，如何准备cEEGrid，如何准备受试者，以及如何进行记录。cEEGrid有两侧。

外部为黑色文字。电极的导电表面位于内侧，在记录过程中朝向受试者的皮肤。请小心 handling cEEGrids。

请勿触碰导电表面，不要过度弯曲cEEGrids，并避免对其施加拉力。为确保cEEGrids功能正常，我们建议在记录前对其进行测试。已使用过的cEEGrids也可再次重复使用。

为了检查每个电极，可以使用万用表。首先将万用表设置为测量电阻模式，然后将万用表的一个探针连接到 cEEGrid 电极，另一个探针连接到 cEEGrid 上对应的触点，检查是否能够测得电阻值。

或者，可以使用电极凝胶连接所有cEEGrid电极，确保电极之间无间隙。连接完成后，将cEEGrid连接至放大器的接口。

要观察到信号，您需要根据连接器布局，将 cEEGrid 连接到参考电极和接地电极所在的一侧。检查所有电极的阻抗是否均处于较低水平。您应看到八个记录电极亮起。

然后擦去凝胶。为了获得最佳记录效果，受试者的头发应清洁干燥，且未使用任何护发产品。在准备受试者时，需能够接触到耳后及耳周区域。

对于较长的头发，使用发夹以便更方便操作。将 cEEGrid 放置在受试者耳部周围，观察其贴合情况。同时检查 cEEGrid 是否能够在不接触耳朵的情况下环绕耳部放置。

cEEGrid 不应接触耳后或耳垂，因为一段时间后可能会引起不适。重新调整位置时还需注意 cEEGrid 将覆盖的区域，这些区域在使用后需要进行清洁。cEEGrid 只有一种尺寸，可能并不适合所有人的耳朵大小。

对于较大的耳朵，使用小剪刀将C形内侧电极周围的塑料部分适当剪除。需特别注意，切勿剪到电极或导电通路。使用研磨性电极凝胶，稍加压力清洁受试者耳部周围的皮肤，但应确保受试者仍感到舒适。

务必彻底清洁将被cEEGrid覆盖的整个区域。在准备过程中，应询问受试者是否有任何步骤使其感到不适。涂抹凝胶后，用酒精清洁耳后区域。

然后用干净的毛巾擦干。皮肤清洁的程度可能决定记录成功与否。作为额外选择，您还可以在耳后贴一条小条医用胶带，以提高舒适度。

在每个电极周围贴上双面 adhesive 贴片。确保贴片不覆盖电极的连接表面。然后在每个电极上涂抹少量约扁豆大小的电极凝胶。

避免使用过多凝胶，因为这可能会溢出到粘合材料上，降低与皮肤的粘附性。过多的凝胶还可能在电极之间形成导电通路。移除粘性贴片。

在此步骤中，若凝胶被擦除，需在相应部位重新涂抹。请受试者将头发从耳部移开，以免影响佩戴。尽可能将头发拨开，确保贴片直接接触皮肤。

根据发际线的不同，耳部上方的头发区域并不总是能够实现电极放置。将cEEGrid电极围绕耳部定位，就位后将其按压至皮肤上。注意不要将cEEGrid放置得离耳部过近，以免给受试者带来不适。

在 cEEGrid 与耳后之间留出一些空间，约一至两毫米。同时，请受试者按压电极，并取下任何发夹。

如有需要，现在还可以小心地将眼镜或面部贴片的条带放置在耳朵上。对另一只耳朵重复此操作。总结如下：首先，使用磨砂凝胶清洁皮肤。

第二步，用酒精清洁皮肤。第三步，用干净的毛巾擦干。一些cEEGrids还配有预先附着的C形贴纸，如此处所示。

操作步骤保持不变。在每个电极上添加少量导电凝胶，并移除C形贴纸。再次将cEEGrid放置于受试者耳部周围，就位后将其按压到皮肤上。

如果 cEEGrid 贴合不良或信号质量较差，建议取下 cEEGrid，擦去受试者耳部周围的残留凝胶，并重新佩戴一个新的 cEEGrid。下一步，将 cEEGrid 连接到放大器。将连接器接入移动 EEG 放大器。

然后将cEEGrid电极连接到连接器上。cEEGrid可与任何具有匹配连接器的放大器相连。请确保您了解连接器的布局，包括接地电极和参考电极的位置。

为了固定放大器，可以使用头带，例如。或者，我们在此使用一种内置在颈戴式扬声器中的放大器，我们称之为 nEEGlace。nEEGlace 使设备的安装更加舒适和快捷。

连接时，请避免过度弯曲 cEEGrids 或拉扯 cEEGrid。注意应将 cEEGrids 的右侧插入连接器中。连接到智能手机或笔记本电脑后，请检查电极的阻抗。

阻抗通常会随着时间的推移而逐渐改善，初始时每个电极的阻抗无需低于10千欧姆。接下来，简要检查脑电（EEG）信号。请受试者咬紧牙关、眨眼并闭上眼睛，同时观察相应的脑电信号。

如果到目前为止一切正常，您就可以开始实验并采集数据了。数据记录完成后，断开 cEEGrids 与放大器的连接，并取下放大器。轻柔地将 cEEGrids 从受试者身上取下。

务必避免过度弯曲 cEEGrid，也不要拉扯受试者的头发。清洁 cEEGrid 时，先将其浸泡在水中几分钟，然后小心地取下粘性贴片，并冲洗掉残留的电极凝胶。同样要注意，切勿刮伤材料表面。

在cEEGrids干燥后，可再次重复使用。实验人员在使用cEEGrids时可能会犯一些错误。以下展示一些典型的示例数据。

此处我们展示了未使用凝胶时的数据情况。cEEGrids 采用湿电极，必须使用凝胶才能工作。如果凝胶用量过多，cEEGrid 的电极之间可能发生桥接。此情况下的数据如下所示。

桥接电极显示出完全相同的信号。如果制备和安装操作仔细进行，便可获得高质量的数据，我们在此展示这些数据。最后，我们记录了一项钢琴演奏的失匹配负波任务，其中一种音调被频繁播放，而另一种音调则被较少播放。

要求受试者对出现频率较低的音调进行计数。本实验的数据如下所示。此处我们观察到预期的事件相关电位（ERP）反应，例如针对低频音调的P3成分。

如果仔细遵循这些步骤，您将获得高质量的耳内 EEG 数据。我们希望本实验方案有助于推动您的研究进展。